UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

ÁREA BIOLÓGICA

TÍTULO DE BIÓLOGO

Eficacia reproductiva de Sobralia Ruiz & Pav. (ORCHIDACEAE) en la provincia de Zamora Chinchipe, Sur del Ecuador.

TRABAJO DE TITULACIÓN.

AUTOR : Rojas Ruilova, Xavier Alejandro

DIRECTOR : Naranjo Franco, Carlos James, Blgo

LOJA – ECUADOR

2016

Esta versión digital, ha sido acreditada bajo la licencia Creative Commons 4.0, CC BY-NY- SA: Reconocimiento-No comercial-Compartir igual; la cual permite copiar, distribuir y comunicar públicamente la obra, mientras se reconozca la autoría original, no se utilice con fines comerciales y se permiten obras derivadas, siempre que mantenga la misma licencia al ser divulgada. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es

Septiembre, 2016

APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

Biólogo.

Carlos James Naranjo Franco

DOCENTE DE LA TITULACIÓN

De mi consideración:

El presente trabajo de titulación: “Eficacia reproductiva de Sobralia Ruiz & Pav. (ORCHIDACEAE) en la provincia de Zamora Chinchipe, Sur del Ecuador.” realizado por Xavier Alejandro Rojas Ruilova, ha sido orientado y revisado durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo.

Loja, Abril de 2016

f. ………………….………….

Blgo. Carlos Naranjo Franco

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DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS

Yo, Xavier Alejandro Rojas Ruilova declaro ser el autor del presente trabajo de titulación: “Eficacia reproductiva de Sobralia Ruiz & Pav. (ORCHIDACEAE) en la provincia de Zamora Chinchipe, Sur del Ecuador”, de la Titulación de Biología siendo Carlos James Naranjo Franco director del presente trabajo; y eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus representantes legales de posibles reclamos o acciones legales. Además certifico que las ideas, conceptos, procedimientos y resultados vertidos en el presente trabajo investigativo, son de mi exclusiva responsabilidad.

Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 88 del Estatuto Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textualmente dice: “Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones, trabajos científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con el apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad”

f. …………………………………….

Autor: Rojas Ruilova Xavier Alejandro

Cédula: 1104019185

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DEDICATORIA

La presente investigación va dedicado a mis padres Lorena e Iván por ese apoyo incondicional para conquistar todas nuestras metas planteadas. Por ser mi ejemplo a seguir, mi guía, mis raíces y por todo el esfuerzo dedicado para lograr culminar esta etapa tan importante en mi vida.

A mi hermana Andrea, a mis abuelos Marianita, Gonzalo y Sonia por todo su apoyo, su paciencia, cariño y por estar siempre presente en mi vida.

Con todo cariño

Xavier.

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AGRADECIMIENTO

Expreso un cordial agradecimiento a la Universidad Técnica Particular de Loja; Por permitirme ser parte de su tan prestigioso alumnado y culminar con éxito mi carrera universitaria.

A cada uno de mis profesores por brindarme sus enseñanzas, transmitirme sus conocimientos y tener la paciencia necesaria para poder lograr esta meta planteada.

Un agradecimiento muy especial a Carlos Naranjo por su acertada dirección del proyecto de fin de titulación y su constante guía y apoyo en el transcurso de la carrera.

A Isabel Marques y Lorena Riofrío por brindarme su tiempo, conocimiento y apoyo en el desarrollo del proyecto de fin de titulación

A todos mis amigos y amigas de aulas y vivencia, y a todas las personas que fueron parte importante para la realización del proyecto reciban un agradecimiento fraterno de mi parte.

Xavier.

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ÍNDICE DE CONTENIDOS

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS iii DEDICATORIA iv AGRADECIMIENTO v RESUMEN EJECUTIVO 1 ABSTRACT 2 INTRODUCCIÓN 3 CAPITULO 1. MARCO TEÓRICO 5 1.1 Orchidaceae 6 1.2 Biología reproductiva 6 1.3 Variación y Despliegue floral 8 1.4 Éxito reproductivo 10 1.5 Problemas en la reproducción 11 1.9 Objetivos de investigación 12 CAPITULO 2. METODOLOGÍA 13 2.1 Sitio de Estudio 14 2.2 Especies estudiadas 16 2.3 Colección de datos y análisis estadístico 18 CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 20 Sobralia rosea y Sobralia setigera en las cuatro poblaciones analizadas en la Provincia de Zamora Chinchipe presentan una floración sincrónica, dos vez al año, el primer periodo de floración correspondiente a una semana en el mes de Marzo y el segundo periodo corresponde también a una semana en el mes de noviembre. 21 3.1 Variación floral de Sobralia spp. 21 3.2 Estrategia y éxito reproductivo de Sobralia. 24 CAPITULO 4. CONCLUSIONES 27 RECOMENDACIONES 28 BIBLIOGRAFÍA 29

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RESUMEN EJECUTIVO

Se describe la eficacia reproductiva de una orquídea de flores efímeras Sobralia evaluada en dos especies S. rosea y S. setigera y cuatro poblaciones al sur del Ecuador. Tratamientos de autogamia (polinización manual controladas con polen de la misma flor) y xenogamia (polen de flores de individuos de otras poblaciones) se utilizaron para analizar el efecto sobre la producción de frutos. Los resultados indican que la estrategia reproductiva utilizada es alogamía dependiente del polinizador, son especies auto-compatibles (ISI = > 0.28 S. rosea y 0.26 S. setigera). En cuanto a la variación morfométrica de las piezas flores se determina una variación poco significativa de la morfología y expresión de rasgos florales como número de flores, color de la flor, longitud y ancho del labelo y pétalos, entre las poblaciones estudiadas. Sin embargo las poblaciones mostraron una alta asignación de producción de frutos (Fruit set: 80% S. rosea y 90% S. setigera) sugiriendo que la variación morfométrica y la distribución de los individuos en las poblaciones detectada no afecta el éxito reproductivo.

Palabras claves: Orchidaceae, Éxito reproductivo, Alogamia, Fruit Set, Sobralia, Ecuador

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ABSTRACT

Reproductive succes of an Ephemeral Sobralia orchid flower evaluated in two species S. rosea and S. setigera and four populations in southern Ecuador is described. Autogamy treatments (controlled hand pollination with pollen from the same flower) and xenogamy (flower pollen individuals from other populations) were used to analyze the effect on fruit production. The results indicate that the reproductive strategy used is dependent allogamy pollinator are self-compatible species (ISI => 0.28 and 0.26 S. S. setigera rosea). As for the morphometric variation of the pieces flowers little significant change in morphology and expression of floral traits such as number of flowers, flower color, length and width of the lip and petals, among the populations studied is determined. However populations showed high fruit production allocation (Fruit set: 80% and 90% S. S. rosea setigera) suggesting morphometric variation and distribution of detected individuals in populations not affect reproductive success.

Keywords: Orchidaceae, reproductive success, outcrossing, Fruit Set, Sobralia, Ecuador.

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INTRODUCCIÓN

El éxito reproductivo de las plantas con flores comprende desde la floración hasta el establecimiento de las plántulas ya que hace una contribución directa a la adecuación del Fitness (Barrett & Eckert, 1990). Los estudios sobre la eficacia reproductiva en Orchidaceae en los bosques de montaña en el Ecuador son escasos, quizás debido a la amplia diversidad de especies y hábitats. En esta investigación se describe la estrategia reproductiva, se analiza la variación floral y se evalúa la eficacia reproductiva de dos especies de Sobralia Ruiz & Pavón. en cuatro poblaciones de la provincia de Zamora Chinchipe en el sur del Ecuador.

Este documento está distribuido en cuatro capítulos: primero el marco teórico que presenta una descripción de la biología reproductiva de plantas, los antecedentes de la familia Orchidaceae, sus atributos florales tales como; despliegue floral, éxito reproductivo, problemas que están afectando a la reproducción, se argumenta la importancia de este genero, y se presentan los objetivos de la investigación; en el segundo capitulo materiales y métodos; se detalla una descripción física y florísticamente del sitio de estudio, descripción del género Sobralia y de las especies estudiadas, el procedimiento metodológico para alcanzar cada objetivo planteado, experimentos y colección de datos de campo así como los métodos de análisis estadísticos empleados. El capitulo tercero corresponde a los resultados y discusiones generados en el estudio para cada objetivo propuesto. Y finalmente en el cuarto capítulo se presentan las principales conclusiones, así ́ como algunas recomendaciones relacionadas con aspectos técnicos, metodológicos y de gestión de la información que deberían considerarse.

Ecuador País de Orquídeas; considerado así por declaratoria gubernamental revela la importancia de este grupo de plantas, esto se asume y lo mencionan algunos autores que se debe al alto grado de especialización biológica y ecológica; Las orquídeas también han sido mencionadas como uno de los géneros más diversos en los bosques de la provincia de Zamora Chinchipe, por tanto estudiar la eficacia reproductiva de Sobralia genera conocimiento acerca de la situación y variación de las estructuras reproductivas importantes para la consideración de estrategias de conservación a escala local, zonal o nacional,

Para conocer la eficacia reproductiva de Sobralia se realizaron ensayos experimentales y observacionales de campo encaminados a obtener datos y resultados acerca de: evaluar y mencionar el tipo de estrategia reproductiva que estas plantas utilizan, describir y analizar el

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éxito reproductivo de Sobralia Ruiz & Pav., analizar la variación morfométrica de las flores, intentando detectar si esta afecta la reproducción tomando en cuenta los resultados sobre el éxito reproductor (número de frutos) de los individuos muestreados.

A partir de los datos y resultados obtenidos se pudo alcanzar los objetivos planteados, primero: resultado del análisis de la variación floral se sugiere que existe poco significativa en la variación morfométrica de las piezas florales entre las cuatro poblaciones estudiadas. En segundo lugar se establece que las especies estudiadas de Sobralia presentan una estrategia reproductiva auto-compatible de tipo alógama dependiente del polinizador, y por último se presume que la producción de frutos no se ve afectada por la condición de distribución de los individuos en las poblaciones estudiadas. Consiguiendo alcanzar con satisfacción todos los objetivos planteados.

Durante el desarrollo de la investigación la mayor limitante para alcanzar los objetivos se presentan en factores alineados tales como: desplazamiento temporal del estadio fenológico reproductor (compensado por la accesibilidad relativamente cómoda para las observaciones y mediciones, además del tamaño de los individuos el hábito terrestre que presentan y su abundancia en el lugar de estudio). El incremento del régimen de lluvias que repuntó en deslizamientos de tierra y el cierre parcial de la vía que limitó la obtención de datos en campo, esto conllevó a ajustarse a los horarios establecidos para el uso de la vía mismo que no contemplaba la floración efímera de Sobralia

El área de estudio se localiza en la provincia de Zamora Chinchipe, Sur de Ecuador. A los lados de la carretera que une las cabeceras cantonales de Loja y Zamora y la parroquia rural de Cumbaratza en los sitios: El tambo, Santa rosa (Sabanilla), Bombuscaro y Cumbaratza. Cada individuo de orquídea se analizó independiente, para evaluar la variación floral se utilizaron métricas de la flor que consiste en medir las piezas de la estas, tales como: longitud y ancho del labelo, pétalos y sépalos, la aproximación estadística se hizo utilizando el análisis de la varianza de una sola vía, utilizando el test estadístico a posteriori (correcciones de Bonferroni) y la correlación de Pearson para cada variable medida. Para analizar la estrategia reproductiva se usaron diferentes tratamientos experimentales de campo que consistieron en embolsar, emascular (retirar las polinias de una flor) y polinizar las flores de Sobralia y se analizó cuantitativamente con el índice de auto-incompatibilidad (ISI). El éxito reproductivo se analizó mediante modelos lineales generalizados con un error de distribución binomial. Para inferir en el éxito reproductivo se tomó en cuenta la proporción de flores que se convierten en frutos (Fruit set) asumiendo este efecto por el hecho de evidenciar un hinchamiento del ovario y la subyacente marchitez de la flor. 4

CAPITULO 1. MARCO TEÓRICO

1.1 Orchidaceae

Orchidaceae forma parte de las familias mas amplias de las angiospermas y es considerada la más evolucionada del orden Asparagales (Dressler R. L., 1981). Representan alrededor del 10% de las plantas con flores (Cribb, Kell, Dixon, & Barrett, 2003). Debido a la extensa evolución desde que la primera orquídea apareció hace unos 100 o 110 millones de años. (Dressler R. , 1990). Se estima un número de especies entre 19.000 y 35.000 en todo el planeta y que se encuentra en continuo aumento; incluidos en 870 géneros (descritos) (Cribb, Kell, Dixon, & Barrett, 2003, Hagaster, et al, 2005, Swarts & Dixon, 2009).

Aunque se reporta que las orquídeas están presentes en todos los continentes de la tierra a excepción de la Antártida, las zonas tropicales son consideradas la región con mayor número de especies (Dressler R. L., 1981, Soto Arenas & Salazar, 2004). Particularmente se estima que en Ecuador existen alrededor de 4032 especies de orquídeas (Dodson & Escobar, 2004) y aproximadamente 1707 son endémicas, posicionando así el primer lugar en biodiversidad por km2 (León-Yánez, et al, 2001).

Tribu Sobralieae: Descrito por Pfitzer en 1887, Con tan sólo cuatro géneros. Elleanthus C.Presl. y Sobralia Ruiz & Pav., Epilyna Schltr. y Sertifera Lindl. Y Rchb.f. La tribu Sobralieae en su conjunto se encuentra ampliamente distribuida en América tropical. (Neubig K. et al, 2011).

Sobralia Ruiz & Pav.: Descrito por primera vez en 1794 por los botánicos españoles Hipólito Ruiz López y José Antonio Pavón Jiménez en una publicación que era un resumen de su expedición botánica a Perú y Chile, el género se estableció sin mencionar epítetos específicos (Dressler, et al., 2011), alrededor de 150 especies representan el género (Baranow, Szlachetko, & Dudek, 2014).

1.2 Biología reproductiva

La fecundación cruzada es el principal medio por el cual los organismos mantienen la diversidad genética (Sipes & Tepedino, 1995) teniendo como principal ventaja la dispersión, flujo y reparación del material genético. Las estructuras reproductivas de las plantas con flores presentan mayor variedad comparadas con cualquier otro grupo de organismos debido a la inmovilidad de las plantas y su necesidad de asegurar la polinización cruzada y la producción de semillas; En lugar de confiar al viento o a un solo grupo de polinizadores, las estructuras reproductivas de la mayoría de las angiospermas han sufrido etapas de

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diversificación en función a la abundancia local y la eficacia de los vectores de polen disponibles (Tremblay, Ackerman, Zimmerman, & Calvo, 2005)

La gran mayoría de las plantas que presentan flores son hermafroditas, es decir presentan órganos sexuales femeninos (pistilo) y masculinos (estambres) (Barrett S. C., 2002). Sin embargo, han evolucionado estrategias en donde las funciones reproductivas (femenina y masculina) están separadas en diferentes estructuras en la misma planta como el monoicismo o completamente separadas en diferentes plantas como el dioicismo (Richards, 1986).

Los sistemas reproductivos pueden ser definidos por la expresión sexual (presencia de órganos femeninos y/o masculinos y su funcionalidad) y se encuentran relacionados con distintos factores intrínsecos (filogenia, rasgos de historia de vida) y extrínsecos (ambiente, interacciones bióticas) (Lovett Doust & Lovett Doust, 1988). Entre las ventajas más importantes que presentan los diferentes tipos de sistemas reproductivos destacan varias características como la compatibilidad genética, sexualidad, variación temporal en la maduración de sexos o diferentes barreras morfológicas florales, así como la capacidad de promover la polinización cruzada, flujo de genes y la diferenciación genética entre poblaciones (Bawa & Beach, 1981).

Estrategias Reproductivas

Existe una gran variedad de estrategias reproductivas en las plantas con flores que pueden ir desde la polinización cruzada obligada (dioecia), pasando por la monoecia, ginodioecia y distilia hasta la autopolinización obligada (reproducción sexual donde se une el gameto masculino y femenino producido por el mismo individuo. ej., flores cleistógamas); (Bawa & Beach, 1981). A lo anterior se suma otras estrategias asociadas a los sistemas reproductivos como la separación temporal (dicogamia) y espacial (hercogamia) de las estructuras reproductivas y los sistemas de incompatibilidad que impiden la autofertilización; debido a que disminuyen el desperdicio del polen y evitan los efectos negativos de la endogamia (Barrett & Harder, 1996).

La polinización junto con el grado de auto-compatibilidad determinan el tipo de estrategia reproductiva entre las plantas, las cuales pueden agruparse en dos en función de sus sistema de cruzamiento: en aquellas que son capaces de auto-fertilizarse (Autogamia) y aquellas que no (Alogamia) (Lemus-Jiménez & Ramírez, 2005). La autogamia es la fecundación con polen de la misma flor, o cuando la fertilización se da entre polen y óvulos de diferentes flores provenientes del mismo individuo genético, este último denominado 7

Geitonogamia (Granados y López 2001). En varias plantas auto-compatibles, existen mecanismo que promueven la polinización cruzada (Alogamia y xenogamia) que resulta en beneficio de las diferentes poblaciones al producir mayor variabilidad genotípica y crear nuevas combinaciones alélicas en cada generación (Ramirez, et al., 2008). Dentro de las características florales que promueven la polinización cruzada se pueden mencionar las barreras de pre fertilización, autoincompatibilidad, monoecia, dioceia, hercogamia y dicogamia (Ramirez, et al., 2008)

Se estima que la mitad de las especies de plantas presenta algún mecanismo para evitar la autofecundación (Igiæ & Busch, 2013). Este patrón sostiene la idea de que el entrecruzamiento presenta ventajas sobre la autofecundación; Sin embargo, aproximadamente un 40% de las especies de plantas expresarían sistemas de apareamiento mixtos, que funcionan tanto por entrecruzamiento como por autofecundación (Goodwillie, Kalisz, & Eckert, 2005) (Winn, et al., 2011).

Se conoce de diversos grupos de orquídeas que ofrecen recompensas florales muy diferentes al néctar para atraer a los polinizadores tales como aceites, tricomas, resinas y compuestos aromáticos (Van Der Cingel, 2001;Singer, et al, 2006). Por lo que la forma adquirida para asegurar el éxito reproductivo en orquídeas con polinizadores limitados es el aumento de exhibición floral (número de flores por planta), que por lo general se traducen en un aumento de la frecuencia de visitas de polinizadores y la producción de semillas de mayor tamaño (Tremblay, et al, 2005). Lo cual ha sido documentado en orquídeas de los géneros Anacamptis, Brassavola, Calopogon, Orchis, y Platanthera (Zimmerman & Aide, 1999). Ciertamente, el mecanismo implicado en tal incremento en la pantalla floral es la presión de selección ejercida por los polinizadores en el número de flores por plantas individuales (Tremblay,et al., 2005).

1.3 Variación y Despliegue floral

La inmensa diversificación floral que han experimentado las angiospermas a través de su expansión evolutiva a mediados del Cretácico hasta el presente es una de la razones más sobresalientes de este tipo de plantas (Heywood, 1985). La variación de colores y fragancias de estas plantas llamó especialmente la atención de Darwin, quien se interesó por comprender los mecanismos florales involucrados en la reproducción de las plantas y el papel de los polinizadores promoviendo la diversificación floral (Darwin, 1862) (Jersáková & Johnson, 2006). La gran diversidad actual de atributos florales de las angiospermas se

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concibe como una respuesta a la selección natural ejercida por los polinizadores (Cresswell, 1998) (Medel & Nattero, 2009)

El papel que desempeña el despliegue floral (la forma, color, tamaño y número de flores) es fundamental en la determinación de patrones espaciales, temporales y la dinámica evolutiva (Dafni, 1992); (Barrett S. C., 2003). Dado que todas las flores tienen una estructura similar, sus diferentes partes (sépalos, pétalos y labelo o labio) cambian mucho de un género a otro (Ramírez, J. 1996). El tamaño y el número de las flores son características que pueden afectar el éxito reproductivo de las plantas; debido que la forma floral óptima de las plantas polinizadas por animales presentan fenómenos como la atracción de los polinizadores mediante la imitación de los alimentos o de los socios de apareamiento sin proporcionar una recompensa (comida y apareamiento) (Jersáková & Johnson, 2006) (Thomson & Wilson, 2008).

Aunque la mayoría de orquídeas son hermafroditas, la evolución ha modificado la estructura de sus flores, típicamente poseen tres sépalos externos, tres pétalos internos; uno modificado en una plataforma de aterrizaje para polarizadores y es la parte más atractiva y la más extraña de una flor de orquídea, el labelo (Ramírez, 1996). La impresionante diversidad floral de orquídeas ha sido atribuida a la adaptación a los polinizadores específicos (Johnson, Linder, & Steniner, 1998). Aunque en Orchidaceae hay una amplia gama de especificidad en las interacciones planta-polinizador, se ha estimado que alrededor del 60% de las especies de orquídeas presenta una especie de polinizadores al menos (Tremblay R. L., 1992)

Las flores de orquídeas se han desarrollado de modo que la polinización cruzada sea normalmente necesaria; los insectos son usualmente los polinizadores más frecuentes, aunque las aves están involucradas en la polinización de algunas especies. Sin embargo un sinnúmero de orquídeas requieren un tipo particular de insecto como polinizador (Shuttleworth, Zim, & Dillon, 1970).

Los caracteres reproductivos generalmente muestran cierto grado de variación morfológica, como producto de la variabilidad genética de cada especie y sobre la cual ejerce la selección natural como principal fuerza de especiación (Faegri & van del Pijl, 1979), siendo las dimensiones florales (longitud y ancho de la flor, del labelo, pétalos y sépalos) los caracteres morfológicos reproductivos con mayor variación (Proctor, Yeo, & Lack, 1996).

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1.4 Éxito reproductivo

El éxito reproductivo de las plantas comprende la producción de frutos y el tamaño de flores así como el éxito reproductivo masculino (producción y transferencia de polen viable) y éxito reproductivo femenino (proporción de flores que desarrollan frutos o también mencionado por su denominación en inglés como Fruit-set y la proporción de óvulos que desarrollan semillas exitosas conocido como Seed-set igualmente por su denominación en inglés) (Cuevas Garcia, 2009). Fruit-set, la remoción y transferencia exitosa de polen son factores que dependen de agentes externos a la planta, como la disponibilidad de vectores (polinizadores) atraídos a las inflorescencias (Murren & Ellison, 1996). El Seed-set, un óvulo fertilizado en una planta madura, que consta de un embrión y su recurso de alimentos rodeado por una cubierta de protección de la semilla (testa) (Burd, 1994).

El éxito reproductivo de las plantas con flor no depende únicamente de que se lleve a cabo la polinización sino que además se realice la fecundación, la cual estará condicionada en parte por el origen de los granos de polen, ya sea que provenga de la misma planta o que venga de otro individuo de la misma especie, esto debido a que ciertas plantas presentan auto-compatibilidad, que es la inhabilidad de una planta para producir zigotos después de auto-polinizarse (Saborío & Da Costa, 1992).

Alrededor del 90% de las especies de angiospermas depende para su reproducción de la polinización por animales (Ollerton, Winfree, & Tarrant, 2011). Una forma de simplificar la relación entre las flores y sus polinizadores ha sido la propuesta de los síndromes de polinización, según la cual, ciertas características florales (ej., tamaño, color y forma) y tipos de recompensas (ej., cantidad y concentración de néctar) permiten inferir quién o quiénes pueden ser los polinizadores (Faegri & van del Pijl, 1979).

Las orquídeas son las angiospermas en las que quizá se a detectado la mayor diversidad de sistemas de polinización y polinizadores (Dodson, 1962). Sin embargo únicamente alrededor del 3% de las especies de orquídeas pueden auto-polinizarse con algún mecanismo adaptativo, haciendo que el tallo de la polinia crezca curva hacia abajo forzando a las polinias llegar al estigma (Shuttleworth, Zim, & Dillon, 1970); (Dressler R. , 1990).

Las orquídeas tropicales poseen niveles de Fruit-set muy bajos comparados con las orquídeas de zonas templadas debido a que las especies en general no ofrecen recompensa a sus polinizadores (Tremblay, Ackerman, Zimmerman, & Calvo, 2005; Neiland & Wicock, 1998). Tener un bajo Fruit-set representa una disminución considerable en la reproducción y adecuación para una población, sin embargo, ha sido demostrado mediante 10

estudios demográficos que un Fruit-set bajo no tiene un efecto negativo en la adecuación de las orquídeas por lo que es un comportamiento evolutivamente estable para la familia (Calvo, 1993). Aunque la fragmentación del hábitat juega un papel importante en el éxito reproductivo de las poblaciones afectando el tamaño de población y por consecuente la reducción de la probabilidad de reproducción debido a la disponibilidad de individuos de diferentes sexos y la alteración de movimientos de polen (Bawa, Perry, & Beach, 1985) (Zapata & Arroyo, 1978) (Kalin Arroyo & Uslar, 1993).

1.5 Problemas en la reproducción

Las principales restricciones ecológicas que afectan a la aparición de los distintos sistemas de apareamiento se pueden agrupar en dos tipos: la distribución espacial de los recursos y la disponibilidad o distribución temporal de los individuos con los que emparejarse, asociados principalmente a patrones de asentamientos humanos y de explotación del paisaje (Gascon, et al., 1999). Orchidaceae comprende una de las familias que han sido llevadas a la extinción debido a las diferentes actividades antropogénicos (Murren, 2002). Hace algunos años se reconoce a la fragmentación y destrucción del hábitat como el principal responsable de cambios en la estructura y función de los diferentes ecosistemas (Saunders, Hobbs, & Margules, 1991); (Debinski & Holt, 2000). Así como los principales conductores de la crisis global de la diversidad (Fahrig, 2003); (Hobbs & Yates, 2003); (Henle, Davies, Kleyer, Margules, & Settele, 2004). La fragmentación provoca una disminución del tamaño medio de los parches de hábitat y los aísla. Otra de sus consecuencias es el aumento del llamado efecto borde (Forman, 2003). Un borde es el área de contacto entre dos hábitats donde la tasa de cambio ecológico es más alta (Fortín, 1994), o también conocida como la composición y abundancia distintiva de zonas marginales o fronterizas (Forman & Alexander, 1998).

La deforestación en los trópicos es uno de los problemas ambientales más importantes, con serias consecuencias económicas y sociales (Laurence, 1998).La principal causa de la degradación forestal es la ganadería extensiva, así como también la tala de explotación, con el corte selectivo de algunas especies por parte de empresas dedicadas a la comercialización influenciada por la exportación (Aizen & Feinsinger, 1994). Lo cual aumenta la vulnerabilidad de muchas especies vegetales a condiciones ambientales adversas, pero también ocasiona la creación de nuevos hábitats para otras especies más generalistas (Hansen & Clevenger, 2005). La pérdida de bosques se debe principalmente,

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en países en vías de desarrollo, al círculo vicioso del crecimiento poblacional y la pobreza persistente (Aide & Grau, 2004).

Las carreteras cambian los patrones espaciales de las especies vegetales, cortándolo en pedazos, pero además establecen nuevos hábitat dentro de la matriz de los bosques. Lo que puede afectar la composición de especies presentes en el ecosistema, cambiando las propiedades del suelo y hábitat (Forman & Alexander, 1998); (Trombulak & Frissell, 2000).

Además del uso excesivo de materiales exógenos para la construcción y mantenimiento de las vías poseen propiedades que contrastan con las propiedades de los suelos existentes in situ, la adición de sustratos como cal y arcilla puede modificar el pH, el contenido de nutrientes, humedad del suelo y densidad aparente (Müllerová, Vítková, & Vitek, 2011). Así como el polvo del camino y el escurrimiento de agua que pueden llegar a extenderse en el suelo y afectar a la vegetación de bosques cercanos alterando así las interacciones bióticas y la dinámica de la población (Johnston & Johnston, 2004) (Müllerová, Vítková, & Vitek, 2011) (Trombulak & Frissell, 2000).

1.9 Objetivos de investigación

OBJETIVO GENERAL

• Describir la estratégia y analizar el éxito reproductivo de Sobralia Ruiz & Pav. (Orchidaceae) en el Sur de Ecuador

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Analizar la variación floral de Sobralia.

• Estudiar la estrategia reproductiva de Sobralia.

• Evaluar el éxito reproductivo de Sobralia sp. durante un ciclo de floración.

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CAPITULO 2. METODOLOGÍA

2.1 Sitio de Estudio

Zamora Chinchipe 2°53‘00” Sur y 79°00‘00” Oeste es una de las provincias que conforman la región 7 (Zonas de planificación política que incluye a: El Oro, Loja y Zamora Chinchipe) de Ecuador (Senplades, 2012), esta provincia tiene 10.584 Km2 de superficie, (Figura 1). La temperatura promedio anual oscila entre los 18º y 22º C; humedad relativa anual de 92% (Chinchipe, 2013), se registra una precipitación de hasta 3.000 mm por año. Elevaciones que van de un rango altitudinal entre 815 hasta 2800 m s. n. m. Caracterizada por presentar un clima Húmedo Subtropical y dominancia de Bosque Siempreverde Montano Alto (Baquero, F., et al., 2004). Tomando en cuenta que esta área representa la región mas baja de los Andes ecuatorianos, presenta suelos de clase Inceptisoles en su mayoría húmedos, incipientes, poco evolucionados y con cierta acumulación de materia orgánica, de textura uniforme, aptos para soportar una secesión de cultivos con manejo adecuado. Por lo general del gran grupo Dystrudepts, Humaquepts y Patraquepts (Schrumpf, Guggenberger, Valarezo, & Zech, 2001).

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Fig. 1 Ubicación geográfica de la provincia de Zamora Chinchipe y área de estudio.

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Fig. 2 Sitio de estudio ubicado en El Tambo parroquia Sabanilla, Zamora Chinchipe donde se denota la vía bosque perturbado y de hábitat de Sobralia.

Se estudiaron cuatro localidades; dos en la parroquia Sabanilla - El Tambo, -3°57‘58”N y - 79°3‘29”O, a 1717 m s.n.m. y Santa rosa, -3°57‘15”N y -79°2‘54”O a 1631 m s.n.m. A los lados de la carretera principal que se encuentra influenciada por diversos trabajos en la vía (Figura. 2) correspondientes a la clasificación bosque Siempreverde Montano Alto (Baquero, F., et al., 2004). Las otras dos localidades en la parroquia el Limón - barrio Bombuscaro, - 4°5‘51”N y -78°57‘46”O , a 960 m s.n.m. a un lado de la vía principal de ingreso al Parque Nacional Podocarpus (Bombuscaro) y en la parroquia rural Cumbaratza, 3°59‘22”S y 78°51‘49”O a 920 m s.n.m. que se encuentra en restauración y corresponden a bosque Muy húmedo Sub-tropical (Baquero, F., et al., 2004).

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2.2 Especies estudiadas

Sobralia rosea Poepp. & Endl.

Figura 3: Sobralia rosea

Se encuentra en Colombia, Ecuador, Perú y Bolivia en los bosques montanos húmedos en empinada, a elevaciones de 200 a 3.300 metros. Plantas terrestres, hasta 1.5 m de alto. Tallos: erecto, robusto, en forma de caña, sin hojas en la parte baja, con muchas hojas en la parte superior. Hojas sub erectas, lanceoladas, acuminado, sésiles en glabras vainas, hasta 35 cm de largo y 8 cm de ancho. Inflorescencia terminal, sésil, pocas flores, fractiflexa, hasta 15 cm de largo. Brácteas cimbiformes, ovado, acuminada aguda, hasta 9 cm de largo. Flores, 1 o 2, producido en sucesión, de textura delgada, color palo de rosa, el disco principal del labio de color púrpura oscuro a magenta con un margen estrecho y atravesado por venas de color blanco. Sépalos similares, estrechamente oblanceolados, agudo, dorsalmente carnosa, subulada, basalmente connado hasta 1 cm, hasta10 cm de largo y 2 cm de ancho. Pétalos oblanceolados-elipticos, obtusos, con un margen algo ondulado, hasta 10 cm de largo y 2.5 cm de ancho. Labio tubular en posición natural, luego expandiéndose en un amplio suborbicular, bilobulado, a partir de una base cuneiforme obovada, ondulante, crispado en el frente, retuso a profundamente bilobulados en el ápice; disco atravesado en el centro por 5 a 7 bajas, crestas paralelas que confluyen en la base, donde en ambos lados son sub pubescentes papiloso; todo el labio hasta 11 cm de largo y 5.5 cm de ancho. Columna clavada, en forma de arco, hasta 5.5 cm de largo. Ovarios pedicelado cilíndrico, glabrosas, hasta 2.5 cm de largo. (Dodson & Escobar, 2004).

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Sobralia setigera Poepp. & Endl.

figura 4. Sobralia setigera

Se encuentra en Ecuador y Perú a elevaciones de 750 a 2.600 metros con un tamaño mediano a grande. (Garay, 1978), describe esta especie: Terrestre, Tallos: altos hasta 75 cm, cespitosa, erguido, densamente frondoso, especialmente por encima, completamente cerrado por setosas, vainas foliares estrigosas, Hojas: coriáceas, ovadas. lanceoladas a elíptico-lanceoladas, a largo acuminado, más prominentemente nervada, rodeado en la base, de hasta 16 cm de largo y 5,5 cm de ancho. Inflorescencia terminal, compuesto de ovadas-lanceoladas, brácteas setosas fuertemente imbricadas. Flores producidos en serie, vistosa, blanco con el centro amarillo. Sépalos similares, oblanceolada-liguladas, aguda, basalmente connados hasta un tubo de 1,5 cm de largo, hasta 8 cm de largo y 1.7 cm de ancho, sépalos laterales oblicuos. Pétalos de una base de obovadas cuneadas a elípticas, redondeadas en el ápice, pequeños y abrupta apiculados en el centro con márgenes ondulados, de hasta 7 cm de largo y 3 cm de ancho. Labio obovado de base cuneiforme, bilobulados crenulado por delante, márgenes ondulados; disco con 7, más o menos paralelas, algo ondulados, quillas bajas, en la base con un par de forma oblicua insertados, quillas carnosos; todo el labio hasta 6.7 cm de largo y 4 cm de ancho. esbelta columna, alados, con aurículas-oblongas. Ovario cilíndrico, hasta 4 cm de largo.

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2.3 Colección de datos y análisis estadístico

La información fue obtenida de Sobralia rosea y Sobralia setigera. Se observaron y registraron un total de 120 flores de 60 individuos (30 flores de 15 individuos) que fueron medidos en cada una de las cuatro localidades de la provincia de Zamora Chinchipe por cada especie estudiada de Sobralia, en el periodo de floración correspondiente a los días 4 al 10 de marzo de 2015 y 10 al 17 de noviembre de 2015.

Variación floral se cuantificó mediante escalas métricas, consisten en medir las características de la especie como longitud y ancho de la flor, del labelo, pétalos y sépalos en flores frescas, sin alterar la disposición natural y organización de los órganos florales (fig. 5). Se analizó estadísticamente entre localidades, usando la prueba de análisis de variancia de una sola vía (ANOVA) por cada atributo floral de la especie (Sokal & Rohlf, 1995). La diferencia entre los valores promedios de cada análisis de varianza se estableció mediante pruebas a posteriori (Bonferroni), además se utilizó correlaciones de Pearson para conocer la relación existente entre cada variable cuantitativa utilizada.

Fig. 5. Diagrama de mediciones morfológicas. 1:Ancho de la flor, 2: Altura dela flor, 3: Ancho de labelo, 4: Largo de labelo, 5: Largo pétalos, 6: Ancho pétalos 7: Largo sépalos 8: Ancho sépalos 9: Longitud Flor.

Fuente: (Sun, Gross, & Schiestl, 2014)

El sistema reproductivo se determinó utilizando el siguiente protocolo manipulativo (Kearns & Inouye, D. W. , 1993): a) Para probar auto-compatibilidad, un polinario fue depositado en la superficie estigmática de la misma flor o de otra flor de la misma inflorescencia, b) Para probar polinización cruzada, un polinario fue depositado en la superficie estigmática de una flor de otro individuo, y c) Se marcaron flores que no recibieron ningún tratamiento (este grupo de flores se usó como control). Estos tres tratamientos fueron asignados al azar a todas las flores de cada inflorescencia y todos los eventos de polinización manual (auto-polinización y polinización cruzadas) fueron realizados siguiendo 18

la (Tabla1) y posterior a cada una de las pruebas, se verificó la formación de frutos (tomada como el ensanchamiento del ovario) y se calculó el porcentaje de frutos formados. Se evaluó cuantitativamente el sistema de apareamiento utilizando el Índice de auto- incompatibilidad (ISI) con los resultados de los tratamientos de auto-polinización y polinización cruzada de la siguiente manera: ISI = Fruit set con auto-polinización / Fruit set con polinización cruzada. El rango de valores de ISI oscila entre 0 (una especie completamente auto incompatible) y 1 (una especie completamente auto-compatible) (Dafni, 1992).

Tabla 1.Descripción del experimento utilizado para conocer la estrategia reproductiva realizado en las diferentes poblaciones por cada especie de Sobralia.

Nro. de Flores Tratamiento Descripción

10 - Control

Autogamia / 10 Embolsar/ Polinización automática Auto-compatibilidad (AC) Xenogamia / 10 Polinizar con polen de otra flor, de otro individuo. Auto-Incompatibilidad (AI)

Para evaluar el éxito reproductivo se consideró el ensanchamiento del ovario como efecto positivo de producción de fruto para cada tratamiento (Tabla 1) y fue utilizada como una medida de la proporción de flores que producen frutos (Fruit set = número de frutos / número de flores) (Inouye, Gill, Dudash, & Fenster, 1994). Los resultados de estos tratamientos fueron registrados por el control de la proporción de frutos producidos por flor cuando los ovarios estaban maduras, antes de la dispersión de semillas y se analizó mediante modelos lineales generalizados con un error de distribución binomial (GLM). Para inferir en el éxito reproductivo se tomó en cuenta la proporción de flores que se convierten en frutos (Fruit set) asumiendo este efecto por el hecho de evidenciar un hinchamiento del ovario y la subyacente marchitez de la flor.

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CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Sobralia rosea y Sobralia setigera en las cuatro poblaciones analizadas en la Provincia de Zamora Chinchipe presentan una floración sincrónica, dos vez al año, el primer periodo de floración correspondiente a una semana en el mes de Marzo y el segundo periodo corresponde también a una semana en el mes de noviembre.

3.1 Variación floral de Sobralia spp.

Las dimensiones florales promedio para los individuos estudiados varió significativamente entre poblaciones, es decir existe una notable variación en los caracteres florales. En Sobralia rosea las comparaciones de las medias florales entre localidades muestran que 6 de las 8 características difieren significativamente a excepción de longitud sépalo y ancho sépalo (P value= 0.396 y 0.396 respectivamente)(Tabla 2). Las principales tendencias encontradas en los análisis a posteriori de Sobralia rosea se describen en la tabla 3.

Tabla 2. Resultados análisis de varianza de 8 rasgos florales estudiados en S. rosea y S. setigera comparadas estadísticamente entre poblaciones de la provincia de Zamora Chinchipe.

Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho Labelo Labelo Pétalo Pétalo Sépalo Sépalo Flor Flor S. rosea R2 0.3342 0.6712 1 0.3519 0.484 0.4863 0.671 0.4821 Pr (>F) 6.71e-11 <2e-16 <2e-16 1.45e-11 0.396 0.396 <2e-16 <2e-16 S. setigera R2 0.03838 0.0299 0.03229 -0.01847 0.04446 0.0447 0.02998 0.05339 Pr (>F) 0.0567 0.0891 0.0786 0.839 0.0407 0.04 0.0889 0.0248

Tabla 3. Resultados de los análisis a posteriori (Bonferroni) realizadas a variables que resultaron significativos en Sobralia rosea.

Sobralia rosea

Longitud y Ancho de labelo por localidad

Bombuscaro Cumbaratza Sta. Rosa

Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho Cumbaratza 0.00064 0.00020 - - - - Sta. Rosa 1.00000 0.00020 0.00364 1.0000 - - Tambo 0.00101 0.00040 0.00011 0.0019 0.00016 0.0013 Longitud y Ancho de Pétalo por localidad

Bombuscaro Cumbaratza Sta. Rosa Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho Cumbaratza 0.00020 1 - - - - Sta. Rosa 0.00020 0.00017 - 0.00647 - - Tambo 0.00020 0.00017 - 0.00647 - 1 Longitud y Ancho de flor por localidad

Bombuscaro Cumbaratza Sta. Rosa

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Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho Cumbaratza 0.0312 0.0312 - - - - Sta. Rosa 0.0021 0.0027 1 0.41895 - - Tambo 0.0021 0.0027 0.0025 0.070014 0.0024 0.00015

Ancho Labelo Longitud Labelo

R2=0.671 R2=0.33 Pv= > 0.05 Pv=0.0567 6.0 6.0 5.5 5.8 cm cm 5.6 5.0 5.4 4.5

Bombuscaro Cumbaratza Sta.Rosa Tambo Bombuscaro Cumbaratza Sta.Rosa Tambo

localidad localidad

Fig. 6. Resultados de los análisis para caracteres morfológicos como ancho y longitud de labelo.

En la longitud y ancho de sépalos no existió significancia por lo tanto no se utilizó el análisis a posteriori (P= 0.034, R2=0.004).Con respecto a la longitud de la flor fue significativamente diferente en la mayoría de las localidades (p= <0.05, R2=67%) a excepción de Cumbaratza con Santa rosa (p = >0.05). El ancho de flor presentó diferencias significativas (p= <0.05, R2=48%) a excepción de Cumbaratza con tambo y Cumbaratza con Santa rosa (tabla 3).

En Sobralia setigera las comparaciones de las medias florales entre localidades muestran que 4 de los 8 caracteres florales difieren significativamente (P value= < 0.05) (Tabla 2). Las tendencias encontradas en el análisis a posteriori se describen a continuación (Tabla 4).

Tabla 4. Resultados de los análisis a posteriori realizadas a variables que resultaron significativos para Sobralia setigera.

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Sobralia setigera

Longitud y Ancho de labelo por localidad Bombuscaro Cumbaratza Sta. Rosa

Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho

Cumbaratza 1.000 1.00 - - - -

Sta. Rosa 0.041 0.07 0.940 1.00 - -

Tambo 1.000 0.85 1.000 1.00 0.539 1.00 Longitud y Ancho de Sépalo por localidad Bombuscaro Cumbaratza Sta. Rosa

Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho Cumbaratza 0.898 1.00 - - - - Sta. Rosa 0.027 0.026 0.898 0.640 - - Tambo 0.507 0.715 1.000 1.000 1.000 1.000 Longitud y Ancho de flor por localidad Bombuscaro Cumbaratza Sta. Rosa

Longitud Ancho Longitud Ancho Longitud Ancho Cumbaratza 0.699 0.086 - - - - Sta. Rosa 0.092 0.055 1.000 1.000 - - Tambo 0.357 0.086 1.000 1.000 1.000 1.000

La mayoría de características florales no muestran estar correlacionadas para Sobralia rosea, las cuales presentan coeficientes significativos positivos, es decir existe un incremento simultaneo de ambas medidas, a excepción de tres pares de caracteres morfo métricos (Tabla 5). Por el contrario en Sobralia setigera la mayoría de variables mostraron una relación positiva significativa, sin tomar en cuenta a los pares de caracteres como: ancho /largo de sépalos (-0.365), y Longitud flor/Longitud pétalo (-0.836), que presentaron valores de coeficiente de correlación negativa (Tabla 5).

Tabla 5. Resultados de las correlaciones de Pearson realizadas con diferentes variables.

Variables (X/Y) S. rosea S. setigera Longitud flor/Longitud labelo 0.145701 0.7853833 Longitud flor/Ancho labelo 0.5492413 0.9353863 Longitud flor/Longitud pétalo -0.7554166 -0.8363139 Longitud flor/Ancho pétalo -0.333013 0.2671054 Longitud flor/Longitud sépalo SD=0 0.9763217 Longitud flor/Ancho sépalo SD=0 0.9614934 Ancho flor/ Ancho labelo 0.450391 0.4059915 Ancho flor/ Ancho pétalo -0.08307683 -0.3115043 Ancho flor/ Ancho sépalo SD=0 0.2603836 Las variaciones marcadas en morfología floral son frecuentemente evidenciadas en poblaciones de especies con amplia distribución geográfica, las cuales ocupan territorios

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discontinuos a manera de mosaicos (Hodgins & Barrett, 2008). Phineiro & Barros (2007 demuestra que el hábitat ejerce una fuerte influencia en la morfología floral de individuos de poblaciones intervenidas como las mas cercanas a una carretera principal en comparación con poblaciones de hábitats no intervenidos.

Por otro lado la alta uniformidad en la morfo métrica floral sugiere una fuerte co-adaptación entre la planta y sus agentes polinizadores (Faegri & van del Pijl, 1979, Cresswell, 1998). Una de las formas más notorias de expresión de la co-adaptación planta-polinizador corresponde a las relaciones estrechas de tamaño entre los agentes polinizadores (Faegri & van del Pijl, 1979) y el tamaño de los órganos florales (Worley, et al., 2000, Ushimaru, Itagaki, & Ishii, 2003). La selección natural puede estabilizar el tamaño de los órganos florales por medio de mecanismos pobremente conocidos (Worley, et al., 200), aunque se ha planteado que la estructura de las flores es estabilizada porque los cambios genéticos que alteran el desarrollo son seleccionados en contra por su efecto deletéreo sobre otros caracteres de la planta (Cresswell, 1998).

Las correlaciones positivas entre dimensiones florales parecen haber evolucionado bajo selección natural en varias ocasiones, lo cual es sustentado por la hipótesis de correlación selectiva (Conner & Sterling, 1995, Conner, 1997, Ushimaru & Nakata, 2002, Ushimura, Itagaki, & Ishii, 2003, Fornoni, et al., 2008), característico de plantas con sistemas de polinización específicos mantenidos por visitantes especializados (Berg, 1960, Ambruster et al., 1999). Las correlaciones negativas presentadas por cada especie puede ser explicado por una menor integración floral entre localidades que no están sujetas a presiones selectivas en función de permitir el acceso a una amplia diversidad de visitantes florales (Berg, 1960, Navarro, Guitián , & Ayensa, 2008).

3.2 Estrategia y éxito reproductivo de Sobralia.

Los diferentes tratamientos de polinización experimentados en el presente estudio revelan que las especies estudiadas se comportan mayormente como una especie auto-compatible (polinizador necesario). En este sentido S. rosea y S. setigera expresaría un sistema de apareamiento mixto, como ha sido reportado en localidades del Ecuador por (Garzón y Martínez 2015). Dado que la proporción de frutos (ensanchamiento del ovario) formadas por tratamiento autogamia de S. rosea y S. setigera fue significativamente mayor (62.5% y 67.5% respectivamente), presentando diferencias significativas con respecto a los tratamientos de polinización cruzada (20% S. rosea y 22.5% S. setigera). La mayoría de las flores no manipuladas utilizadas como control desarrollaron frutos 77.5% y 82.5% respectivamente (Tabla 6). Este patrón podría ser un indicio de depresión por endogamia, ya 24

que una menor producción de frutos en las flores embolsadas para evitar visita de polinizadores podrían deberse a una menos calidad del polen del mismo individuo (Wilcock & Neiland, 2002). El valor del ISI (índice de auto compatibilidad) se obtuvo como la razón entre el porcentaje de frutos producidos por autopolinización manual y el porcentaje de frutos producidos por polinización cruzada (aproximación del ensanchamiento del ovario) por cada especie obteniendo como resultado 0.28 S. rosea y 0.26 S. setigera (Tabla 7); Los mismos que dan prueba de su auto-compatibilidad al encontrarse en condiciones donde los polinizadores son imprevisibles poseen la capacidad de recurrir a la autopolinización para generar descendencia. Un ISI mayor o menor a 0,20 indicaría una especie auto compatible o auto incompatible, respectivamente (Ruiz & Arroyo, 1978)

Tabla 6. Sistema reproductivo y éxito reproductivo (Fruit set) de Sobralia rosea y Sobralia setigera en individuos de 4 localidades en la provincia de Zamora Chinchipe.

Sobralia rosea Sobralia setigera Nro. Nro. Nro. Nro. Localidad Tratamiento % Tratamiento % Flores Frutos Flores Frutos Bombuscaro Autogamia 10 6 60 Autogamia 10 5 50 Bombuscaro Xenogamia 10 2 20 Xenogamia 10 2 20 Bombuscaro Control 10 8 80 Control 10 8 80 Tambo Autogamia 10 7 70 Autogamia 10 8 80 Tambo Xenogamia 10 3 30 Xenogamia 10 3 30 Tambo Control 10 8 80 Control 10 9 90 Cumbaratza Autogamia 10 7 70 Autogamia 10 6 60 Cumbaratza Xenogamia 10 2 20 Xenogamia 10 2 20 Cumbaratza Control 10 8 80 Control 10 7 70 Santa rosa Autogamia 10 5 50 Autogamia 10 8 80 Santa rosa Xenogamia 10 1 10 Xenogamia 10 2 20 Santa rosa Control 10 7 70 Control 10 9 90

Tabla 7. Resultados del índice de auto incompatibilidad (ISI) realizado con los datos de las diferentes localidades en Sobralia rosea y Sobralia setigera.

ISI Sobralia rosea ISI Sobralia setigera Localidad Nro. Frutos % ISI Total Nro. Frutos % ISI Total Autogamia 6 60 Autogamia 5 50 Bombuscaro 0.33 0.4 Xenogamia 2 20 Xenogamia 2 20 Autogamia 7 70 Autogamia 8 80 Tambo 0.42 0.37 Xenogamia 3 30 Xenogamia 3 30 0.28 0.26 Autogamia 7 70 Autogamia 6 60 Cumbaratza 0.28 0.33 Xenogamia 2 20 Xenogamia 2 10 Autogamia 5 50 Autogamia 8 80 Sta. Rosa 0.22 0.25 Xenogamia 1 10 Xenogamia 2 20 Los resultados de las polinizaciones manuales muestran que Sobralia rosea y Sobralia setigera posee la capacidad de presentar un sistema de apareamiento autógamo, en el que la auto-polinización es favorecida produciendo frutos por autogamia espontánea, los resultados del tratamiento de polinización asistida muestran una diferencia estadística significativamente mayor con respecto al tratamiento de polinización cruzada pues la capacidad de producir frutos por autopolinización sería un carácter ventajoso para aquellas 25

especies que crecen en ambientes disturbados, en particular cuando los polinizadores son escasos (Stebbins, 1957). Sin embargo, (Benitez-Vieyra et al 2006) afirman que el número de frutos es resultado directo del número de flores y los polinizadores suelen ser atraídos por despliegues florarles de mayor tamaño. Por lo que un incremento den las tasas de visitas podría traer como consecuencia un incremento en las tasas de autofecundación, lo que representaría un costo en términos de depresión por autogamia y en desperdicio de óvulos y polen (Harder & Barret, 1996).

(Tremblay, et al., 2005) indican que la mayoría de las especies de orquídeas son auto- compatibles; Aunque la auto-incompatibilidad ha sido reportado en orquídeas de linajes diversos. La auto-compatibilidad se ha registrado en varias especies de orquídeas (Darwin, 1877, Dressler R. L., 1981, Calvo, 1990, Tremblay, et al., 2005, Humaña, Cisernas, & Valdicia, 2008, Pansarin & Do Amaral, 2009) e incluso se registra como patrón general de la familia Orchidaceae (Dressler R. L., 1981, Tremblay, et al., 2005, Humaña, Cisernas, & Valdicia, 2008). Lo cual se comprueba en el presente estudio con dos especies del género Sobralia.

De acuerdo a la metodología utilizada mediante la formula del éxito reproductivo (Fruit set = número de frutos / número de flores) tomadas del tratamiento de control resultó ser alto = 80% S. rosea y 90% S. setigera. El fruit set es el parámetro poblacional más utilizado para medir el éxito reproductivo en orquídeas (Ackerman & Montalvo, 1990, Neiland & Wicock, 1998, , Pansarin & Do Amaral, 2009). Sin embargo, Los resultados de los análisis del modelo lineal generalizado (GLM) tomando en cuenta las comparaciones entre localidades; señalaron que no existen diferencias significativas entre las diferentes localidades dependiendo al éxito reproductivo en las especies de Sobralia (p value = > 0.05), El Fruit set de Sobralia puede estar limitado por una alta deposición de polinias sobre los estimas de las flores como ocurre en otras orquídeas (Ackerman & Montalvo, 1990), o bien, por la disponibilidad de polinizadores, al igual que en A. principissa (Zimmerman & Aide, 1999), Caladenia flava y Diuris brumalis (Elliott & Ladd, 2002); así como en otras especies de esta familia (Tremblay, et al, 2005). El Fruit set en Sobralia podría también estar limitado por la disponibilidad de recursos ya que inflorescencias con flores de mayor tamaño produjeron frutos. Otros estudios reportan limitación por recursos, como es el caso de Cypripedium acaule (Primack & Stacy, 1998) Comparettia falcata (Meléndez-Ackerman, Ackerman, & Rodriguez-Robles, 2000) y Pterostylis recurva (Elliott & Ladd, 2002) en los cuales se observó que al incrementar el Fruit set disminuye el crecimiento vegetativo así como el número de nuevos brotes en años subsecuentes.

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CAPITULO 4. CONCLUSIONES

Las conclusiones del presente estudio corresponden a las dos especies de Sobralia evaluadas en las 4 poblaciones de Zamora Chinchipe:

1. En su estrategia reproductiva Sobralia rosea y Sobralia setigera son plantas auto- compatibles, dependientes de polinizadores. 2. La variación morfométrica de los rasgos florales que presentan las especies, así como el despliegue floral presentan diferencias significativas en las especies y poblaciones evaluadas.

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RECOMENDACIONES

• Debido a que existen pocos estudios relacionados con el conocimiento de la biología reproductiva en especies vegetales específicamente en la familia Orchidaceae en nuestro país y además conociendo la importancia de los mismos se sugiere continuar con estos estudios, los cuales no pueden ayudar a identificar nuestra flora, especialmente en el sur del país y comprender de mejor manera sus adaptaciones a los ecosistemas. • Articular los resultados de ésta investigación como punto de partida para futuros estudios evolutivos y ecológicos de la familia, así como desarrollar estrategias de conservación para evitar la perdida de especies mediante las bases moleculares de los rasgos adaptativos, la variabilidad de genes adaptativos en poblaciones naturales, debe ser investigado para mejorar nuestra comprensión de cómo los patrones de variabilidad permiten adaptaciones a ambientes fluctuantes polinizadores.

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Firma del autor del PFT:

Xavier Rojas Ruilova

Firma de Aprobación del Informe por el Director del PFT:

Carlos Naranjo Franco

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